1. Thuyền tinh thể than chì với lớp phủ CVD-SiC
Than chì dễ gia công và có thể được chế tạo thành thuyền tinh thể nguyên khối thông qua nhiều quy trình từ một khối vật liệu duy nhất. Vì than chì là vật liệu xốp, nên cần phủ một lớp SiC có độ dày khoảng 100μm lên bề mặt để ngăn ngừa các vấn đề về hạt do sự tiếp xúc trực tiếp của bề mặt than chì với các chất khác nhau trong quá trình sản xuất chất bán dẫn. Tuy nhiên, độ dày của lớp SiC này...Lớp phủ CVD-SiCViệc kiểm soát quá trình này không dễ dàng, đặc biệt là ở một số lỗ sâu và góc khuất nơi lớp phủ có thể mỏng hơn. Do sự không phù hợp về hệ số giãn nở nhiệt (CTE) giữa thân than chì và lớp màng SiC (25-1400℃, với trung bình là 4,4×10⁻⁶/℃ đối với SiC và 7,1×10⁻⁶/℃ đối với than chì), lớp màng SiC thường có xu hướng bong ra sau một vài lần tăng và giảm nhiệt độ. Khi than chì bị lộ ra ngoài, khí hoặc chất lỏng ăn mòn sẽ xâm nhập vào thân than chì xốp và khó loại bỏ hoàn toàn, dẫn đến sự hình thành các hạt trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao. Thuyền than chì phủ SiC này là loại rẻ nhất và có tuổi thọ ngắn nhất, khoảng một năm.
2. Thuyền tinh thể SiC tái kết tinh với lớp phủ CVD-SiC
Các thuyền tinh thể SiC tái kết tinh thường được tạo thành bằng cách thiêu kết và xử lý nhiều bộ phận riêng lẻ trước, sau đó liên kết từng bộ phận bằng keo Si ở nhiệt độ cao để tạo thành thuyền tinh thể, và cuối cùng phủ một lớp CVD-SiC (khoảng 100µm). Do quá trình tái kết tinh tạo ra các lỗ rỗng, nên các hạt cũng có thể được đưa vào quy trình bán dẫn mà không cần lớp phủ SiC. Ngoài ra, keo Si trong vùng liên kết không thể chịu được nhiệt độ cao như vật liệu SiC. Quá trình sản xuất thuyền tinh thể SiC tái kết tinh có lớp phủ CVD-SiC này là dài nhất và chi phí rất cao. So với thuyền tinh thể than chì được phủ SiC, thuyền tinh thể SiC tái kết tinh được phủ CVD-SiC không gặp vấn đề về sự không phù hợp hệ số giãn nở nhiệt (CTE), nhưng việc rửa bằng axit và va chạm cũng có thể làm cho lớp phủ SiC bị bong tróc. Tuổi thọ của nó dài hơn một chút, khoảng 2 đến 3 năm.
3. Thuyền tinh thể SiC nguyên khối không phủ lớp CVD
Đối với thuyền tinh thể không có lớp phủ CVD, bề mặt phải đặc. Có hai loại vật liệu SiC đặc: SiC thiêu kết không áp suất (SSiC) và SiC thiêu kết phản ứng (RBSiC, còn được gọi là SiC thấm silicon, SiSiC). Tuy nhiên, cả hai loại SiC này đều không thể nung chảy thành một khối thống nhất như thạch anh. Việc tạo hình SiC từ bột và nung chảy nó thành hình dạng gần đúng của một chiếc thuyền tinh thể nguyên khối không dễ dàng. Hơn nữa, SiC rất cứng và khó gia công, dẫn đến chi phí gia công cực kỳ cao đối với thuyền tinh thể SiC nguyên khối. Mặc dù RBSiC dễ tạo hình gần đúng hơn SSiC một chút, nhưng nó vẫn rất cứng. Ngoài ra, RBSC chứa từ 10 đến 15% Si tự do, khiến nó không thể chịu được nhiệt độ cao như vật liệu SSiC. Nói chung, nó có thể chịu được nhiệt độ dưới 1400 °C. Hơn nữa, Si tự do dễ bị ăn mòn bởi axit HF, dẫn đến sự hình thành các hạt.
4. Thuyền pha lê mô-đun Kallex SiC
Các bộ phận của cụm chi tiết được gia công bằng phương pháp tạo hình, thiêu kết và mài sử dụng vật liệu SiC thiêu kết không áp suất với độ tinh khiết 99,675%. Sau đó, chúng được kết hợp với nhau bằng các vít, đai ốc, v.v. làm từ SiC và được cố định bằng các chốt SiC để đảm bảo khả năng chịu tải. Không có lớp phủ SiC, nên không có nguy cơ hư hỏng lớp phủ. Hơn nữa, nó có thể được sử dụng trong thời gian dài trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cao (1600℃) và axit HF, với tuổi thọ hơn năm năm.
Thời gian đăng bài: 19/08/2025